Пристрій для вимірювання коефіцієнта пропускання об’єктів

1. Устройство для измерения коэффици ента пропускания объективов, содержащее установленные перед контролируемым объективом диафрагму, полупрозрачное зеркало, шторку, установленную с возможностью введения в устройство, фокусирующий объектив и регистратор, и сферическое зеркало, установленное за контролируемым объективом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что шторка выполнена в виде плоского зеркала и установлена перпендикулярно оптической оси устройства, фокусирующий объектив установлен осесимметрично в ходе луча, отраженного от сферического и полупрозрачного зеркал. 2. Устройство по п. 1,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что между полупрозрачным зеркалом и шторкой установлен анализатор, выполненный в виде диафрагмы, установленной с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси. Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть испопьзовано для измерения светотехнических и энергетических характеристик объективов. Известно устройство для измерения коэффициента пропускания объективов методом автоколлимационного фотометра, основанного на сравнении потоков излучения входящего в контролируемый объектив и потока дважды прошедшего через него за счет автоколлимационного хода лучей [1]. Устройство содержит коллиматор, делитель потока излучения, отражатель входного коллимированного потока излучения, контролируемый объектив, плоский отражатель, нормально устанавливаемый в фокаль ной плоскости объектива, фокусирующий объектив, приемник и регистратор. Обладая рядом существенных преимуществ оно не лишено ряда недостатков, а именно: - низкая точность измерения, обусловленная соизмеримостью размеров изображения диафрагмы коллиматора на плоском отражателе и размеров дефектов отражателя (царапины, местные неоднородности, пылинки и др.); различием френелевских коэффициентов отражения ортогональных Ер и Es составляющих лучей, падающих на плоский отражатель под различными углами; методической некорректностью измерения коэффициента пропускания; 12936 - невозможность измерения коэффициРавенство значений г и ГАПЗ возможно ента пропускания обьективов с отрицательлишь при условии равенства Х\ и т Г , что нои оптической силой, фактически на практике никогда не встречаневозможность измерения зональных ется Следовательно, при измерении коэфпо зрачку входа кошролируемых объекти- 5 фициентов пропускания объективов по вов значений коэффициентов пропускания. автоколлимационной схеме с плоским зерРассмотрим более подробно вопрос мекалом, вносится ошибка измерения, обустодической некорректности измерения коловленная методом измерения. э ф ф иц ие н тз п р о пу с ка н ия м е т од ом Наиболее близким по технической сути авгоколлимэции от плоского зеркала. На 10 и достигаемому результату является устройфиг 1 изображена схема измерения Усредство (2), содержащее апертурную диафрагненное действительное значение коэффиму , пол упрозрач ное зеркал о, ш торку циента пропускания объектива может быть установленную с возможностью введения в выражено' пучок излучения, контролируемый объек15 тив, плоское зеркало, сферическое зеркало, фокусирующий объектив и фотоприемник, I —1 которое выбрано в качестве прототипа. где п - число лучей І, проходящих через Прототип обладает существенными контролируемый объектив; преимуществами по сравнению с приведенГі - действительное значение коэффи- 20 ным аналогом, но вместе с тем содержит и циентов пропускания каждого из участков недостатки, среди которых наиболее сущеконтролируемого объектива, ственными являются: Uo. U1 - показания регистратора на вхо- невозможность измерения локальных де и на выходе контролируемого объектива. по зрачку контролируемого объектива коДля удобства анализа разобьем зрачок 25 эффициентов пропускания; контролируемого обьектива на две части - место расположения апертурной ди (фиг, 2), через которые соответственно проафрагмы обуславливает внесение ошибки ходят множества Ni и N2 лучей. Тогда (1.1) измерения коэффициента пропускания изможно записать в виде: за различного виньетирования потока излу, N1 30 чения на входном зрачке контролируемого N1 і обьектива и плоском светоделителе; (1.2) - не точно оговорено место установки I =1 сферического зеркала; При Ni = N2 - N - применение внеосевого зеркального N n 35 фокусирующего объектива неоправданно, (1.3) так как он вносит в измерение коэффициенПри использовании автоколлимационта пропускания значительные погрешности ной схемы измерения с плоским зеркалом за счет аберрации в плоскости его изобра(фиг. 3), коэффициент пропускания контрожения, совпадающей с плоскостью чувствилируемого объектива можно записать в ви- 40 тельного слоя фотоприемника. Размер де. изображения и перераспределение энергии в нем может быть таковым, что большая часть энергии излучения окажется за преде2 лами поверхности чувствительного слоя 45 приемника излучения; (1.4) - невозможность измерения коэффици ента пропускания объективов, имеющих от где Гі - коэффициент пропускания I элеменрицательную оптическую силу тарного участка контролируемого объектива В основу изобретения положена задача 50 в прямом направлении; повышения точности измерения коэффициента тГ ~ коэффициент пропускания I' элементарного участка контролируемого объек- пропускания и расширения функциональных тива в обратном напра влении (после возможностей устройства. Для решения данной задачи в устройстве отражения от плоского зеркала). для измерения коэффициента пропуска-55 ния Если принять, что Ni = N2 = N, формулу обьективов содержащем установленные перед (1.4) можно записать в виде. контролируемым объективом диафрагму, И ті)1* . (1.5) полупрозрачное зеркало, шторку, установленную с возможностью введения в Сопоставляя (1.2) и (1.5) можно заме- устройство, плоское зеркало, фокусируютить, что г * ГАПЗ . 12936 щий объектив, регистратор, сферическое зеркало, установленное за контролируемым объективом, шторка выполнена в виде плоского зеркала и установлена перпендикулярно оптической оси устройства, фокусирующий объектив установлен осесимметрично в ходе луча, отраженного от сферического и полупрозрачного зеркал. Кроме того, для решения данной задачи в устройстве между полупрозрачным зеркалом и шторкой установлен анализатор, выполненный в виде диафрагмы, установленной с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси. Реализация изобретения приведет к повышению точности измерения коэффициента пропускания объективов за счет выравнивания виньетирования опорного и измерительного пучков излучения путем уменьшения отрезка между плоскостью диафрагмы анализатора и плоскостью опорного плоского зеркзла; за счет совмещения центра кривизны сферического (вогнутого или выпуклого)зеркала с фокальной точкой контролируемого объектива; за счет применения сферического зеркала, диаметром равным или большим размеру падающего на него лучка измерения и расширению функциональных возможностей, а именно: измерение коэффициентов пропускания объективов как положительной, так и отрицательной оптической силы; измерение зональных по площади входного зрачка контролируемых объективов коэффициентов пропускания и определение градиента коэффициента ; существенное уменьшение продольных и отчасти поперечных габаритов, а следовательно и веса приставки при измерении коэффициентов пропускания объективов со сколь угодно длинными фокусными расстояниями. Устройство (фиг. 4) содержит последовательно установленные по ходу коллимированного излучения диафрагму 1, плоское наклонное полупрозрачное зеркало 2, анализатор 3, выполненный в виде диафрагмы с возможностью перемещения по сечению пучка излучения, шторку 4 с возможностью перемещения перпендикулярно оси пучка, выполненную в виде плоского зеркала, контролируемый объектив 5, сферическое зеркало 6 (выпуклое, вогнутое), установленное таким образом, что центр кривизны сферического зеркала совмещен с фокальной точкой- ( Фокальная точка - точка пересечения главного луча с фокальной поверхностью объектива. Фокус является одной из фокальных точек объектива. Фокус и фокальная точка не всегда одно и то же ) контролируй мого объектива, фокусирующий объектив 7, установленный после полупрозрачного зеркала 2 по ходу отраженного от него излуче-5 ния и регистратор 8, установленный в фокальной плоскости фокусирующего объектива 7, Устройство работает следующим образом. Коллимированный поток излучения по-10 еле диафрагмы 1 через наклонное полупрозрачное плоское зеркало 2 проходит анализатор 3, контролируемый объектив 5, сферический отражатель 6, отражаясь от которого, по тому же пути в обратном 15 направлении возвращается через контролируемый объектив 5, анализатор 3 на полупрозрачное зеркало 2, отражаясь от которого, поступает на фокусирующий объектив 7 и далее на регистратор 8, регистри20 рующий измеряемый сигнал. После введения в пучок излучения плоского отражателя 4, коллимированный поток излучения от диафрагму 1 через наклонное полупрозрачное зеркало 2 про25 ходит анализатор 3 и, отражаясь от плоского зеркала 4, возвращается на анализатор 3, плоское полупрозрачное зеркало 2, фокусирующий объектив 7 и попадает на регистратор 8, регистрирующий опорный сигнал. 30 Аналитическая зависимость, характеризующая связь между параметрами контролируемого объектива и отсчетами регистратора Ио и Иі получается из следующих соотношений. 35 Опорное зеркало 4 введено в поток излучения. Тогда поток излучения, достигший регистратора, можно описать выражением Won = W0R2KgR4R2kgr7 = WoR22kg2R4r7, (1 6) 40 где Wo - поток коллимированного излучения на выходе диафрагмы 1; R2 - коэффициент отражения плоского зеркала 2; R4 - коэффициент отражения опорного 45 зеркала 4; Г7 - коэффициент пропускания фокусирующего объектива 7, 7 50 где Si-площадь диафрагмы анализатора3; So - площадь сечения пучка излучения в плоскости анализатора 3; d - диаметр диафрагмы анализатора 3; D диаметр сечения пучка излучения в 55 плоскости анализатора 3. Опорное зеркало выведено из потока излучения. Тогда поток излучения, достигший регистратора, можно описать выражением: 12936 Если записать, что R2 8 (1.7) К, то где vs~ коэффициент пропускания исследу (1.9) Полагая К ~ 1, получим емого объектива 5; 5 1/2 Re - коэффициент отражения сферического отражателя 6. По определении коэффициент пропуПоскольку \Л/изм. соответствует отсчету екания оптической системы: регистратора Ui, a Won - отсчету Uo, оконWM3M „ W0R?kg2T^Ret7 R6 л ^ чательно запишем: ГОС = -ІТГ, Я --- ;; -------- I == "ЯТ ^В (1.8) М t U Фиг. і. .»„ 12936 Упорядник Замовлення 4090 Техред М.Моргентал Коректор М Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м, Ужгород, вул.ГагарІна, 101